精密鑄造是獲(huò)得精準尺(chǐ)寸鑄件工藝的(de)總稱。相對於傳統砂(shā)型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表(biǎo)麵光潔度更好(hǎo)。
基本概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷型(xíng)鑄造、金屬型鑄造、壓力(lì)鑄造、消失模鑄造。
其中較為常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選用適宜的熔模(mó)材料(如石蠟(là))製造熔模;在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火砂工序,硬(yìng)化型殼及幹燥;再將內部的熔模溶化掉,獲得型腔;焙(bèi)燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉殘餘的熔模材料,;澆注所需要的金屬材料(liào);凝固冷卻,脫殼後清砂,從而獲得高精度的成品。根據產品需要或進行熱處理與冷加工和表麵處理。
工(gōng)藝流程
壓蠟(là)(射蠟(là)製蠟(là)模)---修蠟----蠟檢(jiǎn)----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙、再沾漿、最後模
殼風幹)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模(mó)殼焙燒--化性分析--澆注(在模(mó)殼內澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切割分(fèn)離----磨澆口(kǒu)---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產流程大(dà)體就是這(zhè)樣總的來說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢(jiǎn)驗
壓蠟包括(壓蠟、修(xiū)蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟---對臘模進行修正
組樹---將臘模進行組(zǔ)樹
製殼包括(掛沙、掛(guà)漿、風幹)
澆注包括(焙燒、化性分析也(yě)叫打光(guāng)譜、澆(jiāo)注、震殼、切澆口、磨澆口)
後處理包括(噴砂、拋丸、修正、酸洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿(jiāng)料製成鑄型生產鑄件的鑄造方(fāng)法。陶瓷漿料由矽酸乙(yǐ)酯水解液和質(zhì)地較純、熱穩定性較高的細(xì)耐火砂如電(diàn)熔石英、鋯英石(shí)、剛玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內結膠,常加入(rù)氫氧化鈣或氧化鎂作為催化劑。由於使用的(de)耐火材料成分及其外觀都(dōu)與陶瓷(cí)相似,故稱為陶瓷(cí)型。陶瓷型鑄造是在普通砂型鑄造基礎上發展起來的(de)一種新工(gōng)藝。陶瓷型有兩種類型:①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成。其製作過(guò)程是先將模樣固定於型板上,外(wài)套砂箱,再(zài)將調好的陶瓷漿料(liào)倒入砂箱(xiāng),待結膠硬化後起模,經高溫焙燒即成為鑄型。②采用襯套,在襯套和模樣之間(jiān)的空隙澆灌陶瓷漿(jiāng)料製(zhì)造鑄型。襯套(tào)可用砂型,也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節省大量陶瓷漿料,在生產中應用較多。陶瓷型鑄件表麵粗糙度可達Ra10~1.25微米,尺寸精度(dù)高達3~5級,能達到(dào)少無切削加工的目的。陶瓷型鑄造(zào)生產周期短,金屬利(lì)用率(lǜ)高。最大(dà)鑄件可達十幾噸,主要用於鑄(zhù)造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批(pī)量的衝模(mó)、鍛(duàn)模、塑料模、金屬模、壓(yā)鑄(zhù)模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的使(shǐ)用壽命可與用機械加工方法製成的(de)模具相媲(pì)美,而製造成本則比用機(jī)械加工方(fāng)法製成的模具低。
砂型鑄造
在全部鑄件產(chǎn)量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是(shì)用粘土砂型生產的。主(zhǔ)要原因是砂(shā)型鑄造較之其(qí)它鑄(zhù)造方法成本低、生(shēng)產工藝簡單、生產周期短。所以像汽(qì)車(chē)的發動機氣缸體、氣缸蓋(gài)、曲(qǔ)軸等鑄件都是用粘土濕型砂(shā)工藝生(shēng)產的。當濕型不(bú)能滿足要求時再考慮使用粘土砂表幹砂型(xíng)、幹砂型或其它砂型。粘土濕(shī)型(xíng)砂鑄造(zào)的(de)鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土幹型生產的鑄件可重達幾十噸。
一般來(lái)講,對於中、大型鑄(zhù)件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂(shā)型(xíng)、鑄鋼件可以用水玻璃(lí)砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表麵光潔的鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄造生產的(de)鑄(zhù)件精度、表麵光潔(jié)度、材質的密度和(hé)金相組織、機械性能等(děng)方麵往往較差,所(suǒ)以當鑄件的這些性(xìng)能(néng)要求更高時(shí),應該采用其它(tā)鑄造方法,例如熔模(mó)(失蠟)鑄造、壓鑄(zhù)、低壓鑄(zhù)造等等。
技術要求方法適應(yīng)
例如(rú)砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條件采用技術先進的造(zào)型(xíng)、造芯方法。老式的震擊式或震壓(yā)式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量(liàng)生產的要求,應逐步(bù)加以(yǐ)改造。對於小型鑄件(jiàn),可以采用水平(píng)分型(xíng)或垂直分型(xíng)的無箱高壓造型機生產線、實型(xíng)造型(xíng)生產效率又高,占地麵積也少;對於中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣衝造型線,以適應(yīng)快速、高精度造型生產線的要(yào)求,造芯方法可(kě)選用:冷芯盒、熱芯盒(hé)、殼芯等高效製芯方法。
中(zhōng)等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂(zhī)自硬砂造型和造芯。
單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重(chóng)要的方法,手工造型能適應各種複雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可(kě)以應用水玻(bō)璃(lí)砂(shā)型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬(yìng)砂型、粘土幹型、樹脂自硬砂型及(jí)水泥砂型等;對於單件生產的重(chóng)型(xíng)鑄件,采(cǎi)用地坑造(zào)型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的定(dìng)型產品采用(yòng)多(duō)箱造型、劈箱造型法比(bǐ)較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但(dàn)可從(cóng)節約造型工時、提高產品質量方麵得到補償。
低壓鑄造(zào)、壓鑄、離(lí)心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的(de)價格昂貴,所以隻適合批量生產。
條(tiáo)件方法應適合
例如同樣是生產大型機(jī)床床身等鑄件,一般采用組芯造型法,不製(zhì)作(zuò)模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則采用砂箱造型法,製作模樣(yàng)。不同的企業生產條件(包括設(shè)備、場地、員工素質等)、生產(chǎn)習(xí)慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做什(shí)麽產品和不適合(或不能)做什麽產品。
精度要求和成本
各(gè)種鑄造方法(fǎ)所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也(yě)不一致,最終的經濟效益也有差異。因此,要(yào)做到多、快、好、省,就應當兼顧到各個方麵。應對(duì)所選用的鑄造方法進行初步的成本估(gū)算,以確(què)定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄(zhù)造方法。
雖然我國的鑄造產業發展處在(zài)一(yī)個比較困難的時期,但是,從長(zhǎng)遠的角度來看,我國的精密(mì)鑄造產業發展還(hái)是有一定的希望,市場(chǎng)需求已經慢慢(màn)的開始回暖,而且加上我國(guó)鑄造產業發展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產業產業一定會取得喜人的成績。
專家表(biǎo)示,要從根本上提高鑄(zhù)造技術水平就必須做到以下四點:第一,發展模擬(nǐ)技術,提高預(yù)測的準確性,加強工藝(yì)控製,提高成品率。規律性的問題(tí)掌握得還不是很好,從而影(yǐng)響批量生產中的成品率。第(dì)二,產學研結合。企業的自主創新除了創新意(yì)識的增強和研發能力的提升外,還需要重視和加強以精密鑄造企業為主體的“產、學、研”相(xiàng)結合。第三,重視材料研發(fā)。材料是工業的(de)基(jī)礎,當前還(hái)有很多工作要做。在航空航天領域,合金材(cái)料尤其是高溫合金等一些(xiē)新型材料的研究、熔煉技術還有待改進,與國外差距(jù)還較(jiào)大。第四,注重裝備技術的(de)提升。工藝(yì)上主(zhǔ)要還是設(shè)備的問題,很多關鍵設備,如一些(xiē)定(dìng)向凝固設備主要還是依(yī)靠進口(kǒu),因此精密鑄造設備的研發仍是重點。
產業發展
我國鑄造產業在技術、質量及價格上,相對於東南亞及中東等國家,都占有(yǒu)很大的優勢(shì),出口前景非常喜人。而外資企業進入我國(guó),其鑄造(zào)的返銷及出口也將成為我(wǒ)國鑄造出口的重要組成部(bù)分。由(yóu)於我國鑄造生產成本大大低於國外(wài),而隨著鑄造技(jì)術的逐漸完善和質量的(de)提高,不僅(jǐn)可以減少(shǎo)鑄造的進(jìn)口,而且有可能逐步開拓出口?場,向國外出口更多的(de)鑄造產品。“十二五”期間,鑄造進口在(zài)短期內將繼續保持持續增(zēng)長的勢頭,鑄造出口將會有很大(dà)的發展。
據悉,經濟全球化浪潮中,產業發展過程的國際分工正在逐漸形成,基於(yú)成本的(de)壓力(lì),外商大量的在我國采購鑄造(zào)件(jiàn),甚至還在(zài)我國設立精密鑄造(zào)生產基地,可以預見,未來一段時間內(nèi),我國(guó)仍會承擔著國際有色金屬鑄件及製品的生產製造任務(wù)。另一方麵,由於(yú)鑄造同仁的不懈努(nǔ)力(lì),我國鑄造模具製作水平和(hé)能力業有了很(hěn)大的提高,鑄造質量與先(xiān)進(jìn)工業國家差(chà)距逐步縮小,價格低廉促使國外采購量劇增,巨(jù)大的海外鑄造市場的需(xū)求對我國鑄造產業的興(xìng)旺起著很大(dà)的(de)推動作用。
產業要求
精(jīng)密鑄造是世界鑄造行業的領頭(tóu)羊,作為鑄(zhù)造行業在高新領域的代表,精密鑄造必須要發揮它的模範作用和帶頭作用,但是(shì)精密鑄造要發揮這兩大作用的前提是強大自身,因此(cǐ)我(wǒ)國的精密鑄造應該(gāi)被優先的發展起來,發(fā)展需要既定的方針和發(fā)展(zhǎn)的目標,精密鑄造行業的發展目(mù)標是以下幾個方麵:
第一,完成在增長方式上由勞動(dòng)、資源密(mì)集型(xíng)向技術(shù)資本密集型的轉變,由粗放汙染型向綠色集約(yuē)型轉變,產品的質量、品種、數量與世界先進水平相當,優質材料(liào)的(de)比重迅速增加,整個精密鑄件廠(chǎng)的(de)生產效率、經(jīng)濟效益成倍增長;環境汙染得(dé)到有效治理,初步建起(qǐ)與環境協調一致的中國鑄造材料產業係統(tǒng)。
第二,形成一些結構合理、整體水平高的產學研結合的研發和教育培(péi)訓基地,能不斷向企業輸送專業人(rén)才,不斷開發出高(gāo)質量、高檔(dàng)次鑄造材料新品種,滿足(zú)對鑄造材料日益增長的需要,同時逐(zhú)步(bù)加大技術出口的力度。
第三,要完成(chéng)產業(yè)結構(gòu)調整,淘汰一批技術水平低,產品質量差,汙染嚴重,經濟效益不好的小型精(jīng)密鑄件廠,形成相對集中的“小型巨人”和“明星(xīng)企業”,實現“專業化、規模化”生產。特別是要湧(yǒng)現一、兩個可(kě)與世界知名企業抗衡的骨幹企業,它(tā)們的技術水平高(gāo),工藝裝(zhuāng)備精良,資金雄厚,管理水平(píng)先進,能不斷向市場提供高(gāo)檔、優質的鑄(zhù)造材品,市場占有率高。
精密鑄造行業若能達到以上的發展目標,壯大自己,那麽精(jīng)密鑄(zhù)造行業定能發揮它在(zài)鑄造行業內的先鋒模範和帶頭作用,帶動鑄造產業發展。